CH366169A - Brennkraftmaschine mit Aufladevorrichtung - Google Patents

Description

      Brennkraftmaschine        mit        Aufladevorrichtung       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine       Brennkraftmaschine    mit     Aufladevorrichtung,    die nach  dem     Dieselprozess    mit Dieselöl     und    im     Zündstrahl-          betrieb    mit gasförmigem Brennstoff und     eingespritz-          tem    Zündöl arbeiten kann,

   bei welcher die     Auflade-          vorrichtung    Druckluft in derartiger Menge und     unter     derartigem Druck in die Zylinder fördert, dass das  für den     Dieselprozess    notwendige     Luft-Brennstoff-          Gemisch    in den Zylindern entsteht.  



  Solche     Brennkraftmaschinen    können sowohl nach  dem     Dieselprozess    mit entsprechendem Schweröl oder  im     Zündstrahlbetrieb    mit     gasförmigem        Brennstoff    ar  beiten. In letzterem Falle wird der Brennstoff durch  eine kleine     Zündölmenge    gezündet, die in die     Zylinder     eingespritzt wird.  



  Die erfindungsgemässe     Brennkraftmaschine    ist da  durch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind,  um, wenn die     Brennkraftmaschine        im        Zündstrahl-          betrieb    arbeitet, die in die Zylinder der Brennkraft  maschine geförderte Luftmenge gegenüber der Luft  menge für den     Dieselprozess    zu reduzieren.  



  Ausführungsbeispiele des     Erfindungsgegenstandes     sind in der beiliegenden Zeichnung schematisch dar  gestellt.  



  Es zeigen:       Fig.    1 die     Brennkraftmaschine    mit der Auflade  vorrichtung und       Fig.    2 bis 4 je eine     Variante    der     Aufladevorrich-          tung.     



  Die in     Fig.    1 dargestellte     Brennkraftmaschine    10  ist ein Zwei- oder     Viertaktkolbenmotor    mit einer       Turboaufladevorrichtung.    Diese weist einen über eine  Welle 14 von einer     Abgasturbine    16 angetriebenen  Verdichter 12 auf. Dieser Verdichter 12 hat einen       Lufteinlass    18 und eine über den     Zwischenkühler    22  geführte     Auslassleitung    20. Die verdichtete und ge  kühlte Luft gelangt über die Leitung 24 zum Einlass-         stutzen    26 des Motors 10. Die Abgase gelangen über  die Leitung 28 zur     Turbine    16.

   Mit 30 ist ferner .ein       Brennstoffzufuhrregler        bezeichnet.     



  Eine     Bypassleitung    32 ist zwischen der     Leitung    28  und dem     Auslass    34 der     Turbine    16 vorgesehen, in  welcher eine Drosselklappe 36 schwenkbar gelagert  ist. Diese Drosselklappe 36 ist über     einen    Hebel 38  und ein Gestänge 40 mit dem Regler 30 verbunden.  Wenn der Motor 10 nach dem     Dieselprozess    arbeitet,  ist die     Bypassleitung    32 gesperrt.

   Wenn der     Motor    im       Zündstrahlbetrieb    mit gasförmigem Brennstoff ar  beitet,     steuert    der Regler 30 die     Drosselklappe    36  derart, dass ein Teil der Abgase über     die    Leitung 32  entweichen kann. Die Geschwindigkeit der     Auflade-          vorrichtung    wird     entsprechend    reduziert, so dass der  Druck der geförderten Luft im Stutzen 26     ebenfalls     abnimmt. Die     Bypassleitung    32 könnte natürlich un  mittelbar an der freien Luft münden.

   Zweckmässig       wird    sie aber, wie     dargestellt,    mit dem     Auslass    34 ver  bunden.  



  Ein Steuerorgan 42 weist einen Temperaturfühler  44 auf, der im Luftstutzen 26 angeordnet ist     und        auf     die Temperatur der Luft in diesem     anspricht.    Von       einer    äusseren,     nicht    dargestellten Quelle wird über  die Leitung 46 dem Steuerorgan 42 Druckluft zuge  führt. Das     Steuerorgan    42 steuert die     Druckluftzufuhr     zu einem Luftmotor 48 entsprechend den Impulsen  des     Temperaturfü        lers    44.

   Der     Luftmotor    48 verstellt  über ein     Gestänge    52 ein Ventil 50, das in der     Kälte-          mittelzufuhrleitung    54 des Kühlers 22 angeordnet     ist.     Die     Auslassleitung    des     Kühlers    22 ist mit 56 bezeich  net.  



  Das Steuerorgan 42 und der Luftmotor 46 sind  von an sich bekannter Bauart     und    werden daher     nicht     näher beschrieben. Das Steuerorgan 42 erlaubt im  Luftstutzen 26 eine     konstante    Lufttemperatur von  z. B. 57  C aufrechtzuerhalten, unabhängig von den      Belastungsschwankungen oder der Tatsache, dass der  Motor nach dem einen oder dem anderen Prozess  arbeitet.  



  Bei der     in        Fig.    1     dargestellten    Anlage ist die  Leistung der     Turboaufladevorrichtung    während des       Zündstrahlbetriebes    dank der geöffneten Drossel  klappe 36 in der     Bypassleitung    32 reduziert.  



  Nach der Variante gemäss     Fig.    2 ist die     Auslass-          leitung    des Verdichters 12 verzweigt. Ein Zweig 58       führt    zum     Kühler    22 und ein Zweig 60 ist mit einer  Drosselklappe 62 versehen und mündet in die freie  Luft. Die Drosselklappe 62 ist über ein Gestänge und  dem Regler 30 verbunden und wird von diesem ge  steuert. Die Drosselklappe 62 wird während des       Zündstrahlbetriebes    geöffnet und dadurch die Luft  zufuhr zum Motor 10 reduziert. In diesem     Falle    ent  fällt die     Bypassleitung    32.  



  Nach der Variante gemäss     Fig.    3 ist der Zweig 64  der     Auslassleitung    des Verdichters 12 mit dem Aus  lass 34 der Turbine 16 verbunden. Die Drosselklappe  66 ist wie oben beschrieben     gesteuert.     



  Nach der Variante gemäss     Fig.    4 ist die Abzwei  gung 68 mit der     Einlassleitung    18 verbunden. Die  Drosselklappe 70 ist ebenfalls wie oben beschrieben  gesteuert.  



  Es ist mit der beschriebenen Anordnung möglich,  die Unterschiede zwischen dem Luftbedarf beim       Dieselprozess    und demjenigen beim     Zündstrahlbetrieb     auszugleichen. Es wurde bei praktischen Versuchen  gefunden, dass beim     Dieselprozess    der     Luftbedarf    etwa  3,85 kg Luft pro Minute und pro Leistungseinheit be  trug, während dieser Bedarf beim     Zündstrahlbetrieb     nur 2,9 kg betrug, also nur etwa den 0,77 fachen Wert  des Bedarfes beim     Dieselprozess.     



  Ein solcher Motor muss über eine     Aufladevor-          richtung    verfügen, die mit     Druckverhältnissen    von  etwa 3: 1 arbeiten kann,     ansonst    die Luftzufuhr  ungenügend ist. Eine solche     Aufladevorrichtung    hat  aber, wenn der Motor nach dem     Zündstrahlbetrieb     arbeitet, eine     zu        grosse    Leistung. Das Verhältnis von  Luft und Brennstoff bei Dieselöl ist etwa<B>30:</B> 1, bei  gasförmigem Brennstoff liegt es nur zwischen etwa  23: 1 und 21 : 1.

   Es ist daher     notwendig,    beim       Dieselprozess    Luft unter höherem Druck als beim       Zündstrahlbetrieb    in die Zylinder zu     fördern.     



  Die     Aufladevorrichtung        kamt    wie beschrieben eine       Turboaufladevorrichtung    sein, sie kann aber auch von  der Kurbelwelle aus angetrieben werden. In diesem  Falle     entfällt    natürlich die Turbine.

   Man wird dann  einen     Drehzahlvariator    zwischen die     Kurbelwelle    und  den Verdichter schalten, der gestattet, die Drehzahl  des     Verdichters    entsprechend dem     geringeren    Luft  bedarf     während    des     Zündstrahlbetriebes    zu     senken.            Dank    der beschriebenen     Bypassleitungen        kann    ein  Teil entweder der Auspuffgase oder der Verbren  nungsluft     ins    Freie geführt werden.

   Während des       Zündstrahlbetriebes    ist die geförderte Luftmenge klei  ner und     ihr    Druck ist niedriger als während des Diesel  prozesses.    Es wäre auch möglich, die Turbine 16 mit verstell  baren Leitschaufeln auszurüsten. Solche     Schaufeln     können von aussen her verstellt werden. Wenn man sie  über ein Gestänge vom Regler 30 her steuert, könnte  die Leistung der Turbine beim     Zündstrahlbetrieb     reduziert, und damit Fördermenge und Druck des  Verdichters 12 gesenkt werden.  



  Bei Probeläufen mit einem erfindungsgemässen  Motor wurden gute Ergebnisse erzielt, wenn dieser  beim     Dieselprozess    mit     10011/o        Luftüberschuss    und  beim     Zündstrahlbetrieb    nur mit     401/9        Luftüberschuss     betrieben wurde.  



  Der Motor kann ferner mit einem     Wärmeaus-          tauscher    anstelle des Zwischenkühlers 22 versehen  werden. Der     Wärmeaustauscher    könnte die Luft auch  erwärmen, statt sie zu kühlen.  



  Anstatt durch     mechanische    Gestänge könnten die  Drosselklappen 36 bzw. 62 bzw. 66 bzw. 68 elek  trisch, pneumatisch oder hydraulisch     gesteuert    werden.  Als Steuerelement muss nicht unbedingt der Regler 30  dienen. Jedes Element, das während des Dieselpro  zesses eine andere Stellung einnimmt als während des       Zündstrahlbetriebes,    könnte verwendet werden. Das  Kühlerventil 50 könnte auch in der Leitung 56 ange  ordnet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Brennkraftmaschine mit Aufladevorrichtung, die nach dem Dieselprozess mit Dieselöl und im Zünd- strahlbetrieb mit gasförmigem Brennstoff und einge spritztem Zündöl arbeiten kann, bei welcher die Auf ladevorrichtung Druckluft in derartiger Menge und unter derartigem Druck in die Zylinder fördert, dass das für den Dieselprozess notwendige Luft-Brennstoff- Gemisch in den Zylindern entsteht, dadurch gekenn zeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um,

   wenn die B.rennkraftmaschine nach dem Zündstrahlantrieb ar beitet, die in die Zylinder der Brennkraftmaschine ge förderte Luftmenge gegenüber der Luftmenge für den Dieselprozess zu reduzieren. UNTERANSPRüCHE 1. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Aufladevorrichtung für eine Fördermenge ausgelegt ist, die genügt, um während des Dieselprozesses ein Verhältnis von Luft zu Brennstoff von annähernd 30 : 1 zu erreichen.

   z. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel der art von den Arbeitsbedingungen der Maschine beein flusst werden, dass sie bei Verwendung von gasför migem Brennstoff mit Zündöl die Luftzufuhr selbst tätig drosseln. 3. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel vom Brenastoffzufuhrregler (30) der Maschine gesteuert sind.

   4. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch, mit einem Zwischenkühler zwischen der Aufladevorrich- tung und den Zylindern, zum Kühlen der zugeführten Luft, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel vorge sehen sind, um die Temperatur der zugeführten Luft unabhängig vom Prozess, nach welchem die Maschine arbeitet, mindestens annähernd konstant zu halten.

   5. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch, bei der die Aufladevorrichtung von den Abgasen der Maschine angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel eine mit einer Drosselklappe versehene Bypassleitung aufweisen, die zwischen den Auslass der Zylinder und die Aufladevorrichtung ge schaltet ist, um einen Teil der Abgase während des Zündstrahlbetrieibes umzuleiten, zum Zwecke, die Drehzahl der Aufladevorrichtung zu reduzieren.

   6. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch, mit vom Motor mechanisch angetriebener Luftladevor- richtung, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel eine mit einer Drosseklappe versehene Bypass- Leitung umfassen, die zwischen der Aufladevorrichtung und den Zylindern geschaltet ist, um einen Teil der verdichteten Luft während des Zündstrahlbetriebes umzuleiten.

   7. Brennkraftmaschine nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, d'ass die umgeleitete Luft in die Atmosphäre gelangt.

   B. Brennkraftmaschine nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass die umgeleitete Luft zur Eingangsseite des Verdichters zurückgeführt wird. 9. Brennkraftmaschine nach Unteranspruch 5, mit einer Abgasturbine, dadurch gekennzeichnet, dass die umgeleitete Luft zum Auslass der Turbine geführt wird.

   10. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Aufladevorrichtung ein höchstes Druckverhältnis von annähernd 3 : 1 ergibt.